【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及实验设备领域，具体地说涉及一种斑马鱼高通量检测系统及其检测方法。
技术介绍
1、近年来，斑马鱼凭借其繁殖周期短，使用药物量少、遗传水平与人类相似、个体小、胚胎透明、便于显微操作等优势，被广泛用于药物筛选和安全性评价的疾病模型。斑马鱼摆鱼拍照分析，是斑马鱼实验流程中很重要的一部分，大部分斑马鱼表型实验，在实验终点时均需要通过拍摄斑马鱼图片进行数据采集。目前，在药物、健康食品、化妆品等斑马鱼的实验中，斑马鱼的表型图片数据采集，常常需要将斑马鱼在侧摆的条件下，使用拍照设备和软件拍摄上百个图片，并借助于手动操作进行相关数字图像处理。而鱼的侧躺则需要人工将鱼从实验孔板中转移到载玻片上，载玻片需提前涂抹上胶状黏着剂，将斑马鱼位置和姿势固定，从而人工使用专用拨针一尾一尾调好斑马鱼的姿势的位置，摆好一组后就需将载玻片放到显微镜下一尾一尾进行拍照，如此循环反复将所有鱼拍完，随后将所拍的图片一张一张进行数据分析。
2、现有的斑马鱼实验图片搜集数据分析方式，不仅人工摆鱼拍照速度慢，而且整个流程所耗时间长。且人工分析数据不同的人进行分析会有定位不统一的情况出现，容易出现偏差。现有的方式更适合实验量少、人员充足、拍摄样本数量少的情况下，当有大量样本需要拍照时，就需要大量的人员，花费大量时间进行图片数据采集，并进行数据分析，但一段时间后就很容易出现人员疲惫，拉长采集数据进程，影响图片质量，长时间的数据分析会出现分析不准确等情况。现有方法不利于实现高通量筛选实验的样本图片数据采集，既需要大量人员花费大量时间，又有数据偏差的情况出现。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种全自动分装斑马鱼、摆正斑马鱼体位并自动搬运和拍照的高通量检测系统，本专利技术还有一个目的是利用前述系统对斑马鱼进行高通量自动化检测。
2、技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术的一种斑马鱼高通量检测系统包括：
3、搬运模块，包括机械臂和用于装载孔板的电动夹爪；
4、定位摇床，包括摇板和用于装载孔板的第一载具；
5、定位离心机，包括壳体、设于壳体内的离心机构和用于装载孔板的第二载具；
6、拍摄模块，包括观测系统和用于装载孔板的第三载具。
7、其中，所述的机械臂是至少有2个关节，实现xyz轴运动的装置。所述电动夹爪设于所述机械臂的末端，包含夹爪体、伺服电机和传感器。优选地，所述夹爪体为两个或两个以上，具有相对的夹持方向。所述夹爪体的形状和夹持表面设计可根据孔板形状大小进行适应性改进。所述传感器应至少包括一个用于检测夹爪体所受应力的压力传感器。所述机械臂会接收到一系列指令，通过机械臂的运转将所述电动夹爪定位到特定工位，通过电动夹爪来装载/卸载孔板。
8、进一步地，该系统还包括脱盖模块，所述脱盖模块包括第四载具和用于固定所述孔板的紧固装置。
9、在配置脱盖模块的基础上，该工作站还进一步设置用于放置孔板上盖的放盖平台。
10、本专利技术所述的孔板可采用目前实验室普遍使用的标准孔板，也可以在其基础上进行改进。无论采用改进或未改进的孔板，所述孔板应至少有两个平整的侧壁，供所述电动夹爪从相对方向夹持。
11、进一步地，为了实现对所述孔板更精准的夹持，所述第一载具、第二载具、第三载具和第四载具对应电动夹爪的位置设有缺口，所述电动夹爪在装载孔板时不会错误地夹持到前述的载具上。
12、进一步地，所述定位摇床和所述定位离心机分别独立地包括转子、霍尔元件和接收所述霍尔元件信号并调节转子位置的伺服电机；其中，所述定位摇床的转子与所述摇板传动连接，所述定位离心机的转子与所述离心机构传动连接。基于该设计，所述定位摇床在执行震荡指令后，会基于霍尔元件传输的位置信号将摇板调节到初始位置；同样的，所述定位离心机在执行离心指令后，会基于霍尔元件传输的位置信号将离心机构转动调节到初始位置。
13、进一步地，所述摇床优选采用偏心式摇床，在转动过程中带动整个摇板在水平面上做往复震荡运动。
14、进一步地，所述离心机构包括与所述转子连接的旋转支架，所述旋转支架中心对称地设有若干第二载具，每个第二载具铰接于所述旋转支架上，以使所述第二载具可沿径向方向摆动。其中，如只对一个孔板进行离心，将其装载至第二载具后，在该第二载具对侧还须装载一个配重板。
15、本专利技术所提供的电动夹爪优选地在水平方向做开合运动，因此所述壳体侧面设有供所述电动夹爪通过的自动门。作为一种可选的实施方式，所述自动门的开合，可通过程序设计，在机械臂所接收一系列指令中的特定时刻对所述自动门发出开启或关闭指令。作为另一种可选的实施方式，所述自动门的内侧和外侧分别设有用于监测电动夹爪靠近的传感器，直接控制自动门的开启或关闭。
16、进一步地，所述拍摄模块还包括设于所述第三载具下方的移动平台，所述移动平台在第一位置和第二位置之间运动，其中，所述第一位置为装载所述孔板的位置，所述第二位置为所述观测系统的观测视野所对应的位置。
17、进一步地，该系统还包括装载预警模块，所述装载预警模块采集所述电动夹爪的夹持间距和夹持力，当所述夹持力低于阈值时，发出报警信号，机械臂停止后续的动作指令，等待人工处理。
18、对于斑马鱼拍照观察而言，斑马鱼的在孔板中的摆设位置和方向显得尤为重要。高通量自动化设计虽然可以借鉴诸多现有技术，但如何优化斑马鱼自动化定位，如何提高定位效果并非容易实现的。本专利技术首先通过定位摇床将孔板内的所有斑马鱼进行初步定位，然后通过定位离心机在特定离心力下使得斑马鱼都定位至侧卧位，并紧贴于孔板底面。在震荡和离心程序中，孔板上需装载上盖，以防止内容物在震荡和离心程序中脱离。在利用观测系统进行观察前，需要将孔板上盖去除，本专利技术也设计了相应的脱盖设计，实现了完全自动化。
19、基于前述的检测系统，对斑马鱼进行高通量自动化检测的方法包括如下步骤：
20、s100：将带有上盖的孔板搬运至第一载具中，发出震荡指令；
21、s200：将所述孔板从所述第一载具搬运至第二载具中，发出离心指令；
22、s300：将所述孔板从所述第二载具搬运至第四载具中，发出脱盖指令；
23、s400：将脱盖后的孔板从所述第四载具搬运至第三载具中。
24、该方法中的相关指令发送，均通过上位机人工执行或自动执行，且所述上位机执行的指令不限于震荡指令、离心指令和脱盖指令，还包括对机械臂发出的将电动夹爪移动至各个工位的一系列机械臂移动指令，以及在所述电动夹爪移动至特定工位后执行的装载指令和卸载指令。
25、其中，所述上位机可设置包括但不限于如下参数：
26、振荡频率、振荡时间，对应振荡指令；
27、离心力、离心加速度、离心时间，对应离心指令；
28、夹持间距、报警阈值，对应脱盖指令和机械臂移动指令。
29、本专利技术提供的高通量检测工作站，代替人工进行斑马鱼本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：还包括脱盖模块，所述脱盖模块包括第四载具和用于固定所述孔板的紧固装置。
3.根据权利要求2所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：该工作站还包括用于放置孔板上盖的放盖平台。
4.根据权利要求3所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：所述第一载具、第二载具、第三载具和第四载具对应电动夹爪的位置设有缺口。
5.根据权利要求4所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：所述定位摇床和所述定位离心机分别独立地包括转子、霍尔元件和接收所述霍尔元件信号并调节转子位置的伺服电机；其中，所述定位摇床的转子与所述摇板传动连接，所述定位离心机的转子与所述离心机构传动连接。
6.根据权利要求5所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：所述离心机构包括与所述转子连接的旋转支架，所述旋转支架中心对称地设有若干第二载具，每个第二载具铰接于所述旋转支架上，以使所述第二载具可沿径向方向摆动。
7.根据权利要求6所述的一种斑
8.根据权利要求1所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：所述拍摄模块还包括设于所述第三载具下方的移动平台，所述移动平台在第一位置和第二位置之间运动，其中，所述第一位置为装载所述孔板的位置，所述第二位置为所述观测系统的观测视野所对应的位置。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：还包括装载预警模块，所述装载预警模块采集所述电动夹爪的夹持间距和夹持力，当所述夹持力低于阈值时，发出报警信号。
10.利用如权利要求2所述检测系统对斑马鱼进行高通量自动化检测的方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：还包括脱盖模块，所述脱盖模块包括第四载具和用于固定所述孔板的紧固装置。
3.根据权利要求2所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：该工作站还包括用于放置孔板上盖的放盖平台。
4.根据权利要求3所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：所述第一载具、第二载具、第三载具和第四载具对应电动夹爪的位置设有缺口。
5.根据权利要求4所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：所述定位摇床和所述定位离心机分别独立地包括转子、霍尔元件和接收所述霍尔元件信号并调节转子位置的伺服电机；其中，所述定位摇床的转子与所述摇板传动连接，所述定位离心机的转子与所述离心机构传动连接。
6.根据权利要求5所述的一种斑马鱼高通量检测系统，其特征在于：所述离心机构...
【专利技术属性】
技术研发人员：金义超，张艺文，宋如顺，宋永峰，
申请(专利权)人：杭州环特生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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